Objectives: Yoga and exercise have beneficial effects on mood and anxiety. γ-Aminobutyric acid (GABA)-ergic activity is reduced in mood and anxiety disorders. The practice of yoga postures is associated with increased brain GABA levels. This study addresses the question of whether changes in mood, anxiety, and GABA levels are specific to yoga or related to physical activity. Methods: Healthy subjects with no significant medical/psychiatric disorders were randomized to yoga or a metabolically matched walking intervention for 60 minutes 3 times a week for 12 weeks. Mood and anxiety scales were taken at weeks 0, 4, 8, 12, and before each magnetic resonance spectroscopy scan. Scan 1 was at baseline. Scan 2, obtained after the 12-week intervention, was followed by a 60-minute yoga or walking intervention, which was immediately followed by Scan 3. Results: The yoga subjects (n = 19) reported greater improvement in mood and greater decreases in anxiety than the walking group (n = 15). There were positive correlations between improved mood and decreased anxiety and thalamic GABA levels. The yoga group had positive correlations between changes in mood scales and changes in GABA levels. Conclusions: The 12-week yoga intervention was associated with greater improvements in mood and anxiety than a metabolically matched walking exercise. This is the first study to demonstrate that increased thalamic GABA levels are associated with improved mood and decreased anxiety. It is also the first time that a behavioral intervention (i.e., yoga postures) has been associated with a positive correlation between acute increases in thalamic GABA levels and improvements in mood and anxiety scales. Given that pharmacologic agents that increase the activity of the GABA system are prescribed to improve mood and decrease anxiety, the reported correlations are in the expected direction. The possible role of GABA in mediating the beneficial effects of yoga on mood and anxiety warrants further study.

The Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Study is an ongoing, nationwide study of the effects of environmental influences on behavioral and brain development in adolescents. The ABCD Study is a collaborative effort, including a Coordinating Center, 21 data acquisition sites across the United States, and a Data Analysis and Informatics Center (DAIC). The main objective of the study is to recruit and assess over eleven thousand 9-10-year-olds and follow them over the course of 10 years to characterize normative brain and cognitive development, the many factors that influence brain development, and the effects of those factors on mental health and other outcomes. The study employs state-of-the-art multimodal brain imaging, cognitive and clinical assessments, bioassays, and careful assessment of substance use, environment, psychopathological symptoms, and social functioning. The data will provide a resource of unprecedented scale and depth for studying typical and atypical development. Here, we describe the baseline neuroimaging processing and subject-level analysis methods used by the ABCD DAIC in the centralized processing and extraction of neuroanatomical and functional imaging phenotypes. Neuroimaging processing and analyses include modality-specific corrections for distortions and motion, brain segmentation and cortical surface reconstruction derived from structural magnetic resonance imaging (sMRI), analysis of brain microstructure using diffusion MRI (dMRI), task-related analysis of functional MRI (fMRI), and functional connectivity analysis of resting-state fMRI.

Motivation: Spectral editing methods are widely used to measure γ-aminobutyric acid (GABA), which also co-edits glutamate (Glu) at 2.34 ppm in the sum spectrum (sum=ON+OFF). However, the co-detection of Glu at 2.34 ppm has not been assessed. Goal(s): We demonstrate the co-editing of Glu without glutamine using HERMES of GABA and glutathione. Approach: Simulations of HERMES and 1D J-resolved of Glu, glutamine, and GABA, followed by in vivo experiments on 137 participants. Results: Simulations and in vivo experiments show a Glu-edited signal without overlapping glutamine and GABA signals from both methods. In vivo quantification of Glu show that the two methods are significantly correlated. Impact: Our study demonstrates a purer measurement of Glu using HERMES without needing a separate acquisition. HERMES provides an opportunity to study Glu/GABA/glutathione concurrently to understand their relationships under homeostasis or drug interventions that might affect the glutamatergic/GABAergic/antioxidant systems.